我国大多数油田采用注水开发，由于油藏非均 质情况严重，注人油层的水有80%以上被高渗透 层所吸收，导致注水剖面不均匀。为了发挥中低渗 透层的作用，提高注人水的波及系数，需要对高渗 透层进行一定程度的堵塞，使后续的注人水进人中 低渗透层，通常向注水井中注人的化学药剂称为调 剖剂[1,2].

　　

　　由于地层条件复杂多变，一般调剖剂在取得良 好稳油控水效果的同时，也表现出了一定的缺陷， 如常用的调剖剂在高盐度高矿化度下易分解，稳定 性较差，因此影响了交联聚丙烯酰胺效果从而影响到了调剖剂 的作用。弱凝胶作为性能独特的新一代深部液流转 向剂，可改善高含水或特高含水期油藏深部非均质 性，提高注水开发效果，近年来在油田获得成功应 用，越来越受到人们的关注[3 5].

　　

　　弱凝胶调驱体系通常使用略高于聚合物驱浓 度的聚合物，加人少量延缓型交联剂，使之在地层 内缓慢生成弱凝胶。这种弱凝胶具有一定的粘性， 良好的弹性、韧性，强度较低。采用弱凝胶处理方式 可以提高地层深部波及效率，耐地层水冲刷，稳定 性好。它在地层中的波及效果是动态的，因此能更 大限度地扩大波及体积和提高驱油效率。弱凝胶调 驱体系的上述特点，使其在油田调剖调驱中的应用 规模日益扩大[68].但是，弱凝胶自身存在的缺点又 限制了其进一步应用，即不能用于矿化度太高的油 田。弱凝胶体系中普遍使用的聚合物即聚丙烯酰胺 抗盐性能较差，即使在低温高盐油藏条件下，由于 增稠能力下降，交联反应受到严重影响，甚至出现 不溶物而不交联[915] ?

　　

　　本论文针对低渗透油藏条件，合成出新型酚醛 树脂交联剂制备弱凝胶体系，对弱凝胶体系的配方 进行优选，对弱凝胶的流变性进行实验研究，探究 了弱凝胶体系成胶时间，耐矿化度，耐温性，耐剪切 性能，最终确定成胶性能。通过对该弱凝胶体系的 研究，确定其使用条件，为油田提高采收率提供一 项可行技术。

　　

　　1实验部分1.1实验原料与仪器聚丙烯酰胺(PAM )，分析纯，枣庄市嘉明精细 化工有限公司；间苯二酚，分析纯，天津市大茂化学 试剂厂;邻苯二酚，化学纯，天津市红岩化学试剂 厂;对苯二酚，化学纯，成都市金山化学试剂厂；乙 二醛，化学纯，天津市福晨化学试剂厂;戊二醛，化 学纯，天津市登峰化学试剂厂；甲醛，化学纯，天津 市红岩化学试剂厂;氯化铵，化学纯，天津市红岩化 学试剂厂。

　　

　　AR2000ex型共轴圆筒旋转式流变仪，美国 TA公司?

　　

　　1.2合成工艺在装有搅拌器的烧杯中，先加人一定量的去离 子水后再加人计量的聚丙烯酰胺，搅拌至刚出现 “爬杆”现象时终止搅拌，放置1天等待其溶解较完 全后加人一定剂量的酚醛树脂交联剂和调节剂氯 化铵，混合均匀后将液体倒人广口瓶中，贴标签后 放人恒温箱中待其成胶。

　　

　　1.3 测试弱凝胶体系成胶后先测试聚合物浓度，交联 剂，pH值对成胶体系强度的影响，再利用AR2000 流变仪(美国TA公司)对凝胶体系进行耐矿化度， 耐温性实验和老化试验，检查体系成胶后的各项性 能?

　　

　　2结果与讨论1.1聚合物浓度对调剖剂成胶强度和时间的影响配置不同浓度的聚合物溶液，加人适量的交联 剂和调节剂，放人在55 °C下恒温箱中待其形成凝 胶体系后，利用流变仪对调剖剂的成胶强度进行测 定，聚合物浓度对调剖剂性能的影响实验结果如图 1所示。

　　

　　246810121416成胶时间/h图1聚合物浓度对调剖剂成胶性能影响 从图1中可以看出，调剖剂的成胶强度随着浓 度的增大而增大。浓度为1 500 mg/L时，成胶强度 较低，当聚合物浓度为2 000 mg/L和3 000 mg/L 时，调剖剂成胶强度明显升高。从成胶时间可以看 出，聚合物浓度较大时，所用成胶时间较短，如聚合 物浓度为3 000 mg/L时，成胶8 h后体系强度达到最大，成胶强度大于300 000 mPa ? s，强度呙， 有利于油层深部的封堵。而浓度为2 000 mg/L和1500 mg/L的聚合物体系成胶达到强度最大，所 需时间变长。

　　

　　2.2交联剂浓度对调剖剂成胶强度的影响交联剂浓度是影响调剖剂性能的重要因素，在 不同聚合物浓度下，分别改变交联剂浓度配制调剖 剂，采用流变仪对调剖剂的成胶强度进行了测定， 以确定最佳的交联剂浓度，使成胶强度最大。交耳关 剂对调剖剂性能的影响结果如图2所示。

　　

　　0.050.100.150.200.250.300.35交联剂浓皮/%图2交联剂浓度对调剖剂成胶性能影响从图2中可以看出，对于不同的聚合物浓度的 凝胶体系，有各自不同的最适宜的交联剂浓度。对 于1 500 mg/L的聚合物凝胶体系，其成胶强度在 交联剂浓度为0 .05%?0 .10%时升高明显，在交 联剂浓度为0 .10%时达到峰值，随着交联剂浓度 的继续增大，凝胶体系的成胶强度逐渐减小。对于 2 000 mg/L的聚合物凝胶体系，在交联剂浓度为 0 .15%时达到最大，而对于3 000 mg/L的聚合物 凝胶体系，在交联剂浓度为0 .25%时达到最大。交 联剂浓度超过最佳值后，体系的黏度下降，这是因 为此时体系交联过度而缩水，凝胶强度减小。

　　

　　2.3 pH对调剖剂成胶强度的影响为了确定此耐高温体系最佳的pH使用范围， 在pH值为3?8范围内，55 °C的温度下，考察了 此凝胶体系的成胶强度变化。pH值对凝胶体系的 成胶强度影响效果如图 3 所示 ．从图3可以看出，对于不同浓度的聚合物凝胶 体系，pH值对调剖剂性能的影响具有相似的变化 规律，只有成胶强度大小有所变化。pH过高或者 过低时，成胶黏度都很低。pH为3时，各体系成胶 强度最小，随着pH的增大，成胶强度增大。当pH 为5?6时，体系凝胶强度达到最大。随着pH的继 续增大，体系凝胶强度急速减小。由此说明，聚合物345678PH图3 pH值对调剖剂性能影响 成胶的最适宜pH值是5?6 .

　　

　　2.4矿化度对调剖剂成胶强度的影响调剖剂具有良好的抗盐性，才能在地层中形成 性能稳定的凝胶体。油藏地层水矿化度严重影响了 弱凝胶的成胶性能，从而限制弱凝胶调驱技术在油 田的推广与应用。为了确定矿化度对弱凝胶调剖剂 的影响规律，提高弱凝胶调驱剂的应用效果，本实 验配置不同矿化度比例的溶液，加人相应的聚合物 配置出不同矿化度和不同浓度的聚合物溶液，加人 交联剂和调节剂，放人55 °C恒温箱中待其形成凝 胶体系后，测试各凝胶体系的成胶强度变化。矿化 度对凝胶体系的成胶强度影响效果如图4所示。

　　

　　020 000 40 0006000080 000矿化度/(mg/L>图4矿化度对调剖剂性能影响 从图4中可以看出，在矿化度低于50 000 mg/L时，体系成胶强度随着矿化度的增大而减 小，但是减小幅度不大，在矿化度高于50 000 mg / L时，随着矿化度的增大，凝胶体系的强度急速下 降。说明凝胶体系的耐矿化度极限为50 000 mg/ L .

　　

　　2.5凝胶体系的耐温性能测试为了考察调剖剂的耐温稳定性，配置不同浓度 的聚合物溶液，加人适量的交联剂和调节剂后，分 别放人不同温度的恒温箱中，待其形成凝胶体系u 5 o 5 o 5 o J 4 4 3 3 2 2(s.ed￡olx)5?3 尝窆后，每隔20 h测试不同温度下凝胶体系的成胶强 度变化。凝胶体系的耐温性能测试如图5所示。

　　

　　020406080100时间/h图5调剖剂耐温性能测试 从图5可以看出，温度为55 °C时，凝胶体系的 强度最稳定，随着时间的推移，强度变化很小。温度 为50 °C、60 °C时，凝胶体系的强度较稳定，强度有 所变化。温度为70 °C时，凝胶体系的强度随着时间 的推移变化较大，但仍然处于可用范围内。在80 °C 时，凝胶体系强度很不稳定，随着时间的推移，强度 急速下降，最后处于失效状态。说明体系的最适宜 温度是55 °C，高温极限是70 °C ?

　　

　　2.6调剖剂的抗老化性能测试配置3 000 mg/L的PAM溶液，加人适量的 交联剂和调节剂后，放人恒温箱中，待其形成凝胶 体系后，将其在恒温箱中放置270 d，每隔一段时间 测试凝胶体系的成胶强度变化。凝胶体系的抗老化 性能测试结果如图6所示。弱凝胶在容器中摇荡或 倾倒时可观察到整体性，倾倒时有“吐舌”现象。该 弱凝胶调剖剂在55 °C老化3个月，5个月，7个月 后的吐舌长度如图7所示。

　　

　　d以后，凝胶体系强度急速下降，最后到失效状态。 说明该体系稳定性非常好，适合深度调剖。

　　

　　3结论制备了一种酚醛树脂交联聚丙烯酰胺弱凝胶， 室内研究表明：交联聚合物弱凝胶的性能稳定，耐 盐、耐剪切、流动性好。在室温下24 h不成胶，有利 于施工正常注人;长期稳定性、热稳定性好。在55 ^下，交联聚合物弱凝胶成胶时间适中（7?8 h)， 成胶强度大于300 000 mPa ? s，强度高，有利于油 层深部的封堵。